മനുഷ്യശരീരത്തിൽ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന സിമൻ്റ് - അസ്ഥി സിമൻ്റ്

അസ്ഥി സിമൻ്റിന് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പേരാണ് ബോൺ സിമൻ്റ്, ഇത് ഓർത്തോപീഡിക്സിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു മെഡിക്കൽ മെറ്റീരിയലാണ്. ദൃഢീകരണത്തിനുശേഷം നിർമ്മാണത്തിലും അലങ്കാരത്തിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന വൈറ്റ് സിമൻ്റിന് സമാനമായ രൂപവും ഭൗതിക സവിശേഷതകളും കാരണം, ഇതിന് അത്തരമൊരു ജനപ്രിയ നാമമുണ്ട്. 1970 കളിൽ, അസ്ഥി സിമൻ്റ് ജോയിൻ്റ് പ്രോസ്റ്റസിസ് ഫിക്സേഷനായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു, ഇത് ടിഷ്യു ഫില്ലിംഗും റിപ്പയർ മെറ്റീരിയലായും ഓർത്തോപീഡിക്‌സിലും ദന്തചികിത്സയിലും ഉപയോഗിക്കാം.

അസ്ഥി സിമൻ്റിൻ്റെ ഏറ്റവും വലിയ നേട്ടം അതിൻ്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ദൃഢീകരണമാണ്, ഇത് ശസ്ത്രക്രിയാനന്തര പുനരധിവാസ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് അനുവദിക്കുന്നു. തീർച്ചയായും, അസ്ഥി സിമൻ്റിന് ചില പോരായ്മകളും ഉണ്ട്, പൂരിപ്പിക്കൽ സമയത്ത് അസ്ഥി മജ്ജ അറയിൽ ഇടയ്ക്കിടെ ഉയർന്ന മർദ്ദം, ഇത് കൊഴുപ്പ് തുള്ളികൾ രക്തക്കുഴലുകളിൽ പ്രവേശിക്കുന്നതിനും എംബോളിസത്തിന് കാരണമാകുന്നതിനും കാരണമാകും. മാത്രമല്ല, ഇത് മനുഷ്യൻ്റെ അസ്ഥികളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്, കാലക്രമേണ, കൃത്രിമ സന്ധികൾ ഇപ്പോഴും അയഞ്ഞേക്കാം. അതിനാൽ, ബോൺ സിമൻ്റ് ബയോ മെറ്റീരിയലുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം എല്ലായ്പ്പോഴും ഗവേഷകർക്ക് ഒരു ചൂടുള്ള വിഷയമാണ്.

നിലവിൽ, ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നതും ഗവേഷണം ചെയ്യപ്പെടുന്നതുമായ അസ്ഥി സിമൻ്റുകളാണ് പോളിമെതൈൽ മെത്തക്രൈലേറ്റ് (പിഎംഎംഎ) ബോൺ സിമൻ്റ്, കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് ബോൺ സിമൻ്റ്, കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ് ബോൺ സിമൻ്റ്.
പിഎംഎംഎ അസ്ഥി സിമൻറ് ലിക്വിഡ് മീഥൈൽ മെത്തക്രൈലേറ്റ് മോണോമറും ഡൈനാമിക് മീഥൈൽ മെത്തക്രൈലേറ്റ് സ്റ്റൈറീൻ കോപോളിമറും ചേർത്ത് രൂപപ്പെടുന്ന ഒരു അക്രിലിക് പോളിമറാണ്, കുറഞ്ഞ മോണോമർ അവശിഷ്ടം, കുറഞ്ഞ ക്ഷീണ പ്രതിരോധം, സ്ട്രെസ് ക്രാക്കിംഗ് പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന ടെൻസൈൽ ശക്തിയും പ്ലാസ്റ്റിറ്റിയും. പിഎംഎംഎ അസ്ഥി സിമൻ്റ് മെഡിക്കൽ പ്ലാസ്റ്റിക് സർജറി മേഖലയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു, 1940-കളിൽ തന്നെ ദന്തചികിത്സ, തലയോട്ടി, മറ്റ് അസ്ഥി നന്നാക്കൽ മേഖലകളിൽ ഇത് പ്രയോഗിച്ചു. അക്രിലേറ്റ് ബോൺ സിമൻ്റ് മനുഷ്യ ടിഷ്യു ശസ്ത്രക്രിയയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ആഭ്യന്തരമായും അന്തർദ്ദേശീയമായും ലക്ഷക്കണക്കിന് ക്ലിനിക്കൽ കേസുകളിൽ ഇത് പ്രയോഗിക്കുന്നു.

PMMA ബോൺ സിമൻ്റിൻ്റെ സോളിഡ് ഫേസ് പൊതുവെ ഭാഗികമായി പോളിമറൈസ്ഡ് പ്രീപോളിമർ PMMA ആണ്, കൂടാതെ ദ്രാവക ഘട്ടം MMA മോണോമർ ആണ്, ചില പോളിമറൈസേഷൻ ഇനീഷ്യേറ്ററുകളും സ്റ്റെബിലൈസറുകളും ചേർക്കുന്നു. സോളിഡ്-ഫേസ് പ്രീപോളിമർ പിഎംഎംഎ ലിക്വിഡ്-ഫേസ് എംഎംഎ മോണോമറുമായി കലർത്തുമ്പോൾ, അസ്ഥി സിമൻ്റ് സോളിഡിംഗ് നേടുന്നതിന് ഒരു പോളിമർ കോപോളിമറൈസേഷൻ പ്രതികരണം ഉടനടി സംഭവിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഈ സോളിഡിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, വലിയ അളവിൽ താപം പുറത്തുവരുന്നു, ഇത് ചുറ്റുമുള്ള ടിഷ്യൂകൾക്ക് താപ തകരാറുണ്ടാക്കും, ഇത് വീക്കം, ടിഷ്യു നെക്രോസിസ് എന്നിവയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. അതിനാൽ, പോളിമെതൈൽ മെത്തക്രൈലേറ്റ് ബോൺ സിമൻ്റിൻ്റെ ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും PMMA ബോൺ സിമൻ്റിൻ്റെ പാർശ്വഫലങ്ങൾ കുറയ്ക്കുകയോ ഇല്ലാതാക്കുകയോ ചെയ്യുന്നതിനായി കൂടുതൽ ഗവേഷണം അടിയന്തിരമായി ആവശ്യമാണ്.

കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് അസ്ഥികളുടെ അറ്റകുറ്റപ്പണിയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നത് അതിൻ്റെ മികച്ച ബയോ കോംപാറ്റിബിലിറ്റിയും അസ്ഥി പുനരുജ്ജീവന ശേഷിയും കാരണം. ക്ലിനിക്കൽ, അസ്ഥി വിടവുകൾ നികത്തുന്നതിനും ഒടിവ് ശസ്ത്രക്രിയയിൽ ഹാർഡ്‌വെയർ ഫിക്സേഷൻ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുമുള്ള ഒരു കുത്തിവയ്പ്പ് വസ്തുവായി ഇത് പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു. കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻ്റിൻ്റെ ഘടന മനുഷ്യ അസ്ഥികളുടെ ധാതുക്കൾക്ക് സമാനമാണ്, ഇത് വീണ്ടും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയും സ്വാഭാവിക അസ്ഥികളുടെ ആന്തരിക വളർച്ചയും പുനർനിർമ്മാണവും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും. കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻ്റിൻ്റെ സോളിഡീകരണ സംവിധാനം ഒരു പിരിച്ചുവിടൽ ഹൈഡ്രേഷൻ മഴ പ്രതികരണമാണ്. പ്രതിപ്രവർത്തന പ്രക്രിയയുടെ pH മൂല്യം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ, ഹൈഡ്രോക്‌സിപാറ്റൈറ്റിന് (HA) 4.2-11 pH പരിധിക്കുള്ളിൽ അടിഞ്ഞുകൂടാൻ കഴിയും. പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ, എച്ച്എയുടെ ജനറേഷൻ പ്രധാനമായും നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ഉപരിതല പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളാൽ, കണികകൾക്കിടയിലും കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിലും സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന എച്ച്എ കണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നു. എച്ച്എ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ ഉയർന്ന ഉള്ളടക്കം, കൂടുതൽ കോൺടാക്റ്റ് പോയിൻ്റുകൾ ഉണ്ട്, അതിനനുസരിച്ച് കംപ്രസ്സീവ് ശക്തിയും വർദ്ധിക്കുന്നു. ജലാംശം പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ പിന്നീടുള്ള ഘട്ടത്തിൽ, കണികാ ഉപരിതലത്തിൽ എച്ച്എ പാളി പൂശുന്നു, കൂടാതെ കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻ്റിൻ്റെ ജലാംശം പ്രതിപ്രവർത്തനം ജലാംശം പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലൂടെ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്ന വ്യാപനമായി മാറുന്നു. തുടർച്ചയായ ജലാംശം പ്രതിപ്രവർത്തനം കൊണ്ട്, കൂടുതൽ കൂടുതൽ HA കണങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ജനറേറ്റഡ് HA പരലുകൾ വളരുന്നു. ജലാംശം ഉൽപന്നങ്ങൾ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ പങ്കെടുക്കുന്ന ജലത്തിൻ്റെ ഇടം ക്രമേണ നിറയ്ക്കുന്നു, അതിനാൽ മുമ്പ് വെള്ളം കൈവശപ്പെടുത്തിയിരുന്ന ഇടം എച്ച്എ പരലുകൾ ക്രമരഹിതമായ കാപ്പിലറി സുഷിരങ്ങളായി വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു.

ജെൽ സുഷിരങ്ങൾ വർദ്ധിച്ചു, സുഷിരങ്ങളുടെ വലിപ്പം നിരന്തരം കുറയുന്നു. എച്ച്എ പരലുകൾ സ്തംഭനാവസ്ഥയിലാവുകയും ബ്രിഡ്ജ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു, കണികകൾ തമ്മിലുള്ള ബോണ്ടിംഗ് ശക്തി വർദ്ധിക്കുന്നു. ബോൺ സിമൻറ് മെറ്റീരിയൽ ഒരു സോളിഡ് പോറസ് ഘടനയായി ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അങ്ങനെ ഒരു മാക്രോ ക്യൂറിംഗ് ശക്തി കാണിക്കുന്നു.

ക്ലിനിക്കൽ പ്രാക്ടീസിൽ, ട്രോമാറ്റിക് വെർട്ടെബ്രൽ പൊട്ടിത്തെറി ഒടിവുകൾക്ക് ഒരു പ്രത്യേക പരിക്ക് സംവിധാനമുണ്ട്, സാധാരണയായി ശക്തമായ അസ്ഥി പുനർനിർമ്മാണ ശേഷിയുള്ള യുവാക്കളിലാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻ്റ് അത്തരം ഒടിവുകൾ ചികിത്സിക്കാൻ ഫലപ്രദമായി ഉപയോഗിക്കാം. അതേസമയം, കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻറ്, അസ്ഥി ട്യൂമർ റിസെക്ഷൻ ശസ്ത്രക്രിയയ്ക്ക് ഫലപ്രദമായ അസ്ഥി പകരമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ദൈർഘ്യമേറിയ സോളിഡീകരണ സമയവും, സോളിഡീകരണ പ്രക്രിയയിൽ താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ ചൂട് റിലീസും കാരണം, കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് ബോൺ സിമൻ്റിന് താരതമ്യേന മോശമായ ബീജസങ്കലനവും ശക്തിയും ഉണ്ട്, കൂടാതെ അസ്ഥിയിൽ നിന്ന് ശിഥിലമാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്. അതിനാൽ, കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻ്റിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം ഇപ്പോഴും തുടരുകയാണ്.

അസ്ഥി നന്നാക്കാനുള്ള ഏറ്റവും ലളിതമായ ബദൽ വസ്തുവാണ് കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ്, 100 വർഷത്തിലേറെയായി അസ്ഥി നന്നാക്കൽ വസ്തുക്കളിൽ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു, ദൈർഘ്യമേറിയ ക്ലിനിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷൻ ചരിത്രമുണ്ട്. കാൽസ്യം സൾഫേറ്റിന് നല്ല മനുഷ്യ സഹിഷ്ണുത, ബയോഡീഗ്രേഡബിലിറ്റി, അസ്ഥി ചാലക ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയുണ്ട്, ഇത് ആദ്യകാല ഗവേഷണങ്ങളിൽ ഓട്ടോലോഗസ് ബോൺ ട്രാൻസ്പ്ലാൻറേഷനുള്ള ഒരു പ്രധാന ബദൽ വസ്തുവായി മാറുന്നു. കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻ്റിൻ്റെ സോളിഡ് ഫേസ് മുഖ്യധാര അൺഹൈഡ്രസ് കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ് പൊടിയാണ്, കൂടാതെ ദ്രാവക ഘട്ടം ഫിസിയോളജിക്കൽ സലൈനും മറ്റ് ജലീയ ലായനികളുമാണ്. ഖര-ദ്രവ ഘട്ടങ്ങൾ മിശ്രണം ചെയ്യുമ്പോൾ, കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ് ഒരു ജലാംശം പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് വിധേയമാകുന്നു, സൂചി ആകൃതിയിലുള്ള കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ് ഡൈഹൈഡ്രേറ്റ് വിസ്‌കറുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, അത് പരസ്പരം പാലവും അടുക്കും ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ ഒരു നിശ്ചിത ആകൃതിയിലും ശക്തിയിലും ഒരു കൂമ്പാരമായി മാറുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, മോശം ജൈവ പ്രവർത്തനം കാരണം, കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻ്റിന് കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ് ഗ്രാഫ്റ്റുകളും അസ്ഥി ടിഷ്യുവും തമ്മിൽ കെമിക്കൽ ബോണ്ടുകൾ ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയില്ല, മാത്രമല്ല അത് അതിവേഗം നശിക്കുകയും ചെയ്യും. കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻ്റ് ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ കഴിഞ്ഞ് ആറ് ആഴ്ചകൾക്കുള്ളിൽ പൂർണ്ണമായും ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും, ഈ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള ശോഷണം അസ്ഥി രൂപീകരണ പ്രക്രിയയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല. അതിനാൽ, കാൽസ്യം ഫോസ്ഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻ്റിനെ അപേക്ഷിച്ച്, കാൽസ്യം സൾഫേറ്റ് അസ്ഥി സിമൻ്റിൻ്റെ വികസനവും ക്ലിനിക്കൽ പ്രയോഗവും താരതമ്യേന പരിമിതമാണ്.

കൂടാതെ, ചെറിയ ഓർഗാനിക് തന്മാത്രകൾ, ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ പോളിമറുകൾ, പ്രോട്ടീനുകൾ, പോളിസാക്രറൈഡുകൾ, അജൈവ തന്മാത്രകൾ, ബയോസെറാമിക്സ്, ബയോഗ്ലാസ് എന്നിവയ്ക്ക് പുതിയ തരം അസ്ഥി സിമൻ്റിന് നൂതനമായ ആശയങ്ങൾ നൽകിക്കൊണ്ട് അസ്ഥി സിമൻ്റിൻ്റെ പ്രകടനം ഫലപ്രദമായി മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെന്ന് നിരവധി പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.
ചുരുക്കത്തിൽ, ക്ലിനിക്കൽ ദന്തചികിത്സയിലും ഓർത്തോപീഡിക്‌സിലും ബോൺ സിമൻ്റിന് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് എല്ലിൻറെ വ്യവസ്ഥയ്ക്ക് അനുയോജ്യമായ ഒരു മയക്കുമരുന്ന് വാഹകമായും അസ്ഥി ബദലായി മാറുമെന്നും പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

സയൻസ്, ടെക്നോളജി, മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയുടെ തുടർച്ചയായ നവീകരണവും വികാസവും കൊണ്ട്, ഭാവിയിൽ കൂടുതൽ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള അസ്ഥി സിമൻ്റ് വസ്തുക്കൾ വികസിപ്പിക്കപ്പെടുമെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു, ഉയർന്ന ശക്തി, കുത്തിവയ്പ്പ്, ജല പ്രതിരോധം, ദ്രുത ക്രമീകരണ തരങ്ങൾ. ക്ലിനിക്കൽ പ്രാക്ടീസിൽ അസ്ഥി സിമൻ്റ് പ്രയോഗിക്കുന്നത് കൂടുതൽ വ്യാപകമാകും, മാത്രമല്ല അതിൻ്റെ മൂല്യവും വർദ്ധിക്കും.